Wat is een BLEVE?

Nu als gevolg van de energiecrisis de invoer en opslag van LNG toeneemt, is het zaak de risico’s van vervoer en opslag van gevaarlijke stoffen nog eens onder de aandacht te brengen. De zogenaamde BLEVE behoort tot de meest ernstige ongelukken die daarbij plaats kunnen vinden. Maar wat is een BLEVE? En is deze te voorkomen?

Wat is een BLEVE?

Het woord BLEVE (spreek uit: ‘blèvie’) staat voor Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion. Een BLEVE is een explosie van een vat dat gevuld is met een vloeistof onder druk. De vloeistof in het vat heeft een temperatuur die hoger is dan het kookpunt. De druk in het vat voorkomt dat de vloeistof gaat koken en gasvormig wordt. Het gaat dus om een gas dat vloeibaar is gemaakt door de druk te verhogen: een ‘tot vloeistof verdicht gas’. Bekende voorbeelden van tot vloeistof verdichte gassen zijn propaan en butaan (LPG).

Een BLEVE ontstaat wanneer de druk in het vat plotseling wegvalt, bijvoorbeeld doordat het vat ineens openscheurt. Hierdoor zal de vloeistof meteen gaan koken (Boiling Liquid), uitzetten en verdampen (Expanding Vapour). De plotselinge uitzetting (tot wel 100 tot 1000 maal het oorspronkelijke volume) zal een overdruk (Explosion) veroorzaken in de omgeving. Wanneer het plotseling vrijgekomen gas brandbaar is en wordt ontstoken, ontstaat er een vuurbal. De termen BLEVE en vuurbal worden vaak door elkaar gebruikt, maar strikt genomen heeft het woord BLEVE alleen betrekking op de drukeffecten. Niet brandbare stoffen zoals bijvoorbeeld chloor, kunnen namelijk ook een BLEVE geven, maar veroorzaken geen vuurbal.

Vaak zal niet alle vloeistof overgaan in de dampfase (flashen) als de druk wegvalt bij het openscheuren van de omhulling. Door de plotselinge uitzetting zal een deel van de vloeistof in de tank namelijk zover afkoelen, dat op de grond een kokende vloeistofplas ontstaat die dan (langzamer) verdampt.

Koude en warme BLEVE’s

Er worden twee soorten BLEVE’s onderscheiden, te weten koude BLEVE’s en warme BLEVE’s. De warme BLEVE’s zijn het meest bekend en veel van de BLEVE’s en incidenten die beschreven worden in de wetenschappelijke literatuur en op internet gaan over warme BLEVE’s, maar zonder dat de term ‘warm’ hierbij wordt gebruikt.

De effecten van een warme BLEVE zijn groter dan die van een koude BLEVE

Het onderscheid tussen koude en warme BLEVE’s is de manier waarop het vat met de vloeistof onder druk openscheurt. Bij een koude BLEVE scheurt het vat open door bijvoorbeeld een aanrijding, door constructiefouten of als gevolg van slijtage of slecht onderhoud. Bij een warme BLEVE wordt het vat verhit door een externe brand. Hierdoor neemt de druk in het vat toe en verzwakt de wand van het vat. Op het moment dat de wand de druk niet meer kan weerstaan, zal het vat openbarsten. Als de inhoud brandbaar is, zal het vrijgekomen gas bovendien meteen ontsteken en een vuurbal vormen.

Welke stoffen kunnen een BLEVE geven en welke niet?

Zoals gezegd kunnen onder druk tot vloeistof gemaakte gassen een BLEVE veroorzaken. Twee voorbeelden hiervan zijn propaan en LNG.

1. Het kookpunt van propaan is -42 °C. Bij omgevingstemperatuur (20 °C) is het gasvormig. Om veel propaan bij omgevingstemperatuur te kunnen opslaan, wordt het vloeibaar gemaakt door de druk te verhogen tot 8,5 bar. Propaan is daarom een tot vloeistof verdicht gas.
2. LNG (Liquified Natural Gas) is aardgas dat voor het grootste deel uit methaan bestaat. Het kookpunt van methaan is -162 °C; ook methaan is dus bij omgevingstemperatuur een gas. Methaan is niet vloeibaar te maken door de druk te verhogen, maar wel door de temperatuur te verlagen tot onder het kookpunt van methaan. LNG is dan een tot vloeistof gekoeld gas. In de praktijk kan de temperatuur in een LNG-houder echter oplopen tot waardes boven het kookpunt. LNG-tanks zijn daarom uitgevoerd als druktanks. Als de temperatuur in een tank bijvoorbeeld -150 °C is, zal de druk ca. 2,4 bar zijn. Op het moment dat een vat met LNG door brand wordt aangestraald, kan de temperatuur nog verder oplopen. Bij -122 °C is de druk bijvoorbeeld al opgelopen tot 11 bar. Bij openbarsten van de tank kan dan een BLEVE optreden en een vuurbal ontstaan.

Gascilinders zoals CNG- en waterstofcilinders zullen geen BLEVE geven. Hoewel de drukken veel hoger (200 tot 700 bar) zijn dan voor propaan- of LNG-houders, is de inhoud van de cilinders gasvormig en bevatten ze geen vloeistof. Niettemin kunnen incidenten met dergelijke houders ook ernstige gevolgen hebben.

Wat zijn de gevolgen van een BLEVE?

Vaak wordt aangenomen dat de vuurbal die bij een BLEVE ontstaat de explosie is, maar dat is niet juist. De explosie is namelijk het gevolg van het ineens openscheuren van het vat (een fysische explosie). De vuurbal ontstaat door verbranding van de gevormde gaswolk en is dus een extreme vorm van een wolkbrand.

De effecten van een warme BLEVE zijn groter dan die van een koude BLEVE. Door de externe brand zullen de inhoud warmer en de druk hoger zijn dan bij een koude BLEVE. Hierdoor zal op het moment dat de tank openscheurt meer tot vloeistof verdicht gas flashen. Daarom is de vuurbal bij een warme BLEVE groter dan bij een koude BLEVE.

Het grootste gevaar van een BLEVE van een brandbaar gas is de warmtestraling van de vuurbal. Als het vat groot is, bijvoorbeeld van een tankwagen met LPG, kan de vuurbal een doorsnede hebben van vele tientallen meters. De hitte die de vuurbal uitstraalt, is enorm en de gevolgen reiken veel verder dan de overdrukeffecten van de geëxplodeerde tank. Maar ook voor kleinere tanks moeten de gevolgen niet worden onderschat. In tabel 1 zijn de gevolgen weergegeven voor een BLEVE van een tankauto met 50 m³ LPG en voor een BLEVE van een LNG-brandstoftank van 900 liter van een vrachtauto.

Hoe een BLEVE te voorkomen?

Het is allereerst van belang dat de tanks, appendages, slangen, enzovoort voldoen aan de nationaal en internationaal geldende eisen, zoals die bijvoorbeeld gelden in het ADR voor het wegvervoer van gevaarlijke stoffen. Dergelijke eisen hebben betrekking op de gebruikte materialen, het onderhoud en inspectie van de installatie en op de opleiding van chauffeurs en operators.

Een koude BLEVE kan worden voorkomen door botsingen met en/of beschadigingen van de tanks te vermijden. Mogelijke maatregelen zijn aanrijbeveiligingen of ingraven van LPG-tanks. Een warme BLEVE kan voorkomen worden door een brand in de omgeving te vermijden. Dit is mogelijk door afstand te houden tot brandbare objecten.

Een warme BLEVE kan vertraagd en mogelijk voorkomen worden door de tank van een hittewerende coating te voorzien. De tank zal dan minder snel opwarmen, waardoor de hulpdiensten meer tijd hebben om de omgeving te ontruimen, de tank te koelen en eventueel de brand te blussen voordat de BLEVE optreedt.

Ten slotte

Weet dat je ook in het dagelijkse leven een BLEVE tegen kunt komen, want ook thuis kan een BLEVE optreden. In gasaanstekers en in gastanks voor barbecues zit namelijk vloeibaar propaan en onder de juiste – of liever gezegd: verkeerde – omstandigheden kan op kleine schaal een vuurbal ontstaan. Bij een gastankje met 5 kg propaan kan deze vuurbal een doorsnede hebben van 10 meter!

Johan Reinders is onderzoeker energietransitie en transportveiligheid bij NIPV

Margreet Spoelstra is onderzoeker energietransitie en transportveiligheid bij NIPV